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Abril de 2008 Página 1 de 2

Termoplásticos reforzados con fibra larga, procesados con sistemas tradicionales

Los termoplásticos reforzados con fibra larga le ganan terreno al metal y son más fáciles de procesar a través de métodos tradicionales de transformación.

Al combinar la sinergia de matrices dúctiles y resistentes al impacto, como los termoplásticos, y refuerzos con alta capacidad de carga, como las fibras, se obtiene una nueva familia de materiales, los compuestos, cuyo espectro de propiedades es prácticamente ilimitado. Las aplicaciones de mayor valor agregado, como las del sector automotriz o industrial, hacen uso de los termoplásticos reforzados para reemplazar algunas aleaciones metálicas o incluso al concreto, sin sacrificar resistencia y añadiendo las atractivas ventajas de reducción de peso y estabilidad química.

Actualmente, el potencial de los termoplásticos reforzados es objeto de intensa investigación, particularmente en Europa, con el objetivo de reducir el peso y con esto las emisiones en aplicaciones automotrices. Y de especial interés es el uso de refuerzos de fibra larga, donde la capacidad de carga y la resistencia son mayores. Hasta ahora la mayor dificultad había sido el suministro de materia prima y el procesamiento: tener que mezclar los gránulos de compuestos para añadir aditivos o someterlos a corte durante el procesamiento reduce el largo de las fibras y va en detrimento de las propiedades de la pieza. Por eso los proveedores de resina se han concentrado en brindar soluciones fáciles de procesar, donde el largo de la fibra se vea comprometido lo menos posible.

Compuestos prefabricados y espumados
Ticona tiene una atractiva propuesta de "prefabricados" reforzados: se trata de cintas continuas de termoplásticos reforzados con fibra larga, que se comercializan bajo el nombre de Celstran. Estas cintas pueden ser post-procesadas por enrollado o prensado, y están pensadas para construcciones estructurales donde el bajo peso sea primordial, como en los sectores energético, automotriz e industrial. Su gran ventaja es que reducen el tiempo de ciclo y permiten la conformación de geometrías complicadas.

Los compuestos se fabrican en un proceso continuo con una orientación unidireccional de las fibras de refuerzo, que son impregnadas completamente. La diferencia entre estos impregnados de fibra larga y los compuestos convencionales reforzados con fibra corta es que las fibras largas pueden, además de soportar individualmente la carga, interactuar unas con otras para formar un esqueleto dentro del compuesto, y así aumentar sustancialmente la resistencia. De esta forma resultan compuestos con altas propiedades mecánicas y una buena calidad superficial.

Como matrices la empresa emplea diferentes resinas termoplásticas (PP, POM, TPU, entre otros) y fibras de vidrio o de carbono, además de aditivos y compatibilizantes. Las cintas están disponibles en anchos de 10 a 25 cm de ancho.

Una de las aplicaciones lanzada en los últimos meses combina las propiedades de las espumas con las fibras largas. Ticona y la firma Trexel, quien comercializa la tecnología MuCell para espumado por inyección, han anunciado recientemente la posibilidad de espumar los compuestos de fibra larga Celstran para obtener piezas de bajo peso y alta resistencia, además con mínimo alabeo. Esto es particularmente interesante en el moldeo de piezas estructurales de gran tamaño.

La tecnología de inyección de MuCell dosifica gases inertes, como nitrógeno o dióxido de carbono, dentro del fundido a ser inyectado. De esta forma genera millones de micro-células en el producto final. Estas microcélulas reducen el peso de la pieza, el consumo de material y ejercen una contrapresión desde el interior de la pieza que favorece la exactitud dimensional y disminuye la fuerza de cierre requerida en la inyección.

Para este proyecto fue necesario el desarrollo de un diseño especial de tornillo. A través de la sinergia entre espumas y refuerzos de fibra larga se puede ahorrar hasta un 10% de materia prima, además de obtener reducciones de tiempo de ciclo de 10 a 20%.

Pellets largos listos para usar 
Sabic Innovative Plastics, quien compró en 2007 la producción de GE Plastics, es ahora propietaria de una revolucionaria tecnología de compuestos de fibra larga comercializada bajo el nombre de Verton Xtreme. En ella se ha buscado combinar en una sola formulación diversos requerimientos propios de la producción de compuestos, como la coloración, resistencia a la llama o resistencia a condiciones ambientales. De esta forma se elimina la necesidad de un mezclado en seco, y por tanto la separación o degradación de los pellets y con ello de la longitud de las fibras. Los Verton Xtreme tienen contenidos de fibra de vidrio de 20 a 40%, en longitudes de fibra que rondan los 12 mm. Hay tres grados disponibles: el Verton XC, para dar coloración, está disponible en base nylon. El Verton FR, en base PC/ABS, está formulado para reducir la inflamabilidad. Y el Verton XW se basa en ASA y permite reducir la vulnerabilidad a inclemencias ambientales.

La empresa anunció recientemente que los compuestos Verton serán producidos en Chung Ju, Corea, donde Sabic Innovative Plastics cuenta con un sistema de producción de 40 mil toneladas. La producción estará especialmente dedicada a servir los sectores electrónico y de telecomunicaciones.

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